习以为常的空气常态化

【课标要点】

1.说出空气的主要成分，认识空气对人类生活的重要作用。

2.能结合实例说明氧气、二氧化碳的主要性质和用途，知道氧气能跟许多物质发生氧化反应。

3.初步学习氧气和二氧化碳的实验室制取方法。

4.了解自然界中的氧循环和碳循环。

【梳理归纳】

1.空气的成分

（1）空气是混合物，其成分按体积分数可表示如下：

一般来说，空气的成分较固定，但生产、生活中大量有害气体、烟尘介入大气，会改变空气成分，造成空气污染，从而损害人体健康，影响动、植物生存，破坏自然资源。有害气体包括一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等。二氧化硫是引起酸雨的主要物质。

（2）氮气和稀有气体

①氮气的化学性质不活泼，在常温下难与其他物质发生反应，但在高温下氮气也能与一些物质发生化学反应。氮气在生产和生活中的用途较多：如灯泡填充气、粮食瓜果保护气、制氮肥等。

②稀有气体一般不跟其他物质发生反应。稀有气体在生产和科学研究方面有不少的用途。如用氦气填充气球、作焊接金属的保护气，制造霓虹灯和放电管等。

2.氧气、二氧化碳的性质和用途比较

（续表）

3.氧气、二氧化碳的制法比较

（续表）

4.自然界中的氧循环和碳循环

【案例解析】

例1 为保证长时间潜航，在潜水艇里配备氧气再生装置，有以下几种制氧气的方法：

①加热高锰酸钾；②电解水；③在常温下过氧化钠固体（Na2O2）与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。

（1）写出方法③的化学方程式：_______________________________________________。

（2）你认为最适合在潜水艇里制氧气的方法是（填序号）________，与其他两种方法相比，这种方法的两条优点是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。

分析 在潜水艇里供氧，一定要减少自备能源的消耗，且要减少污染和有毒物质或废物的排放。由于③法不需要加热和消耗能源，在常温下就能进行，且能够将人呼出来的二氧化碳吸收利用，维持艇内空气成分的相对稳定，所以③法最适合在潜水艇里制氧气。

答案 （1）2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 （2）③；将人呼出的二氧化碳气体转化为氧气，该反应简单易行，不需要加热和消耗电能

例2 下图是实验室制取并探究二氧化碳性质的实验装置：

（1）仪器名称：E____________________，D____________________。

（2）锥形瓶A中的药品，液态的是________________，块状固体是________________。

（3）广口瓶B中的液体出现__________，其化学方程式是_______________________。

（4）广口瓶C中的液体颜色__________，原因是__________________________________。

（5）D中观察到的现象是_____________________，因为__________和__________。

分析 此题考查实验室制取二氧化碳及二氧化碳性质的问题。实验室制二氧化碳药品为石灰石（或大理石）和稀盐酸。产生的气体二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊。二氧化碳可以与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试剂变红。二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧，密度比空气大，可以用来灭火。题中D烧杯中的蜡烛为底下的先熄灭，然后是上面的再熄灭。因为产生的二氧化碳气体密度比空气大，先聚积于底部，阻止底部蜡烛与空气接触，底部的蜡烛先熄灭。然后随着二氧化碳量的增加，上部蜡烛熄灭。

答案 （1）分液漏斗；烧杯 （2）稀盐酸；石灰石（或大理石） （3）澄清的石灰水变浑浊；CO2+Ca（OH）2===CaCO3↓+H2O （4）变红；CO2+H2O===H2CO3，碳酸使紫色石蕊试剂变红 （5）下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭；CO2的密度大于空气；CO2不能燃烧，也不支持燃烧

【基础检测】

（一）选择题（单项选择）

1.下列变化需要消耗空气中的氧气的是（　）。

A.干冰在空气中升华　　B.钢铁在空气中生锈

C.生石灰在空气中变质　　D.浓硫酸在空气中变稀

2.溶洞中存在的反应：CaCO3+H2O+CO2===Ca（HCO3）2，此反应属于（　）。

A.复分解反应　　B.分解反应　　C.置换反应　　D.化合反应

3.空气是一种宝贵的自然资源，下列气体不可直接从空气分离获得的是（　）。

A.用作医疗急救的氧气　　B.用作焊接保护气的稀有气体

C.用作食品防腐剂的氮气　　D.用作清洁燃料的氢气

4.2011年10月，“碳捕集与封存国际论坛”在重庆召开，重庆合川介绍了把CO2压缩、液化后封存在泥浆中的办法。关于封存CO2的必要性和可行性的叙述中错误的是（　）。

A.CO2分子间有间隔　　B.CO2气体较易液化

C.CO2是导致酸雨的主要气体　　D.大气中CO2增加会造成温室效应(www.xing528.com)

5.下列叙述正确的是（　）。

A.镁条放置在空气中，不需加热就能在表面生成MgO

B.红磷放置在空气中，不需加热就能燃烧产生P2O5

C.硫粉加热后放入氧气中，燃烧产生SO3气体

D.铁丝加热后放入氧气中，燃烧产生Fe2O3

6.下列对实验结果的分析中，错误的是（　）。

A.将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明瓶内已集满氧气

B.点燃氢气时发生爆炸，可能是因为没有检验氢气的纯度

C.铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化

D.在测定空气中氧气的体积分数时，充分反应后需将装置冷却至室温再读数，否则测量结果偏低

7.集气瓶被誉为“万能瓶”，如右图装置是其中的一种。当被收集的气体从a口进入时，瓶内空气从b口排出，相当于向上排空气法收集气体。现若将被收集的气体从b口进入，下列气体：①H2；②CH4；③CO2中，它可收集（　）。

A.只有①　　B.只有①和②

C.只有③　　D.①②③均可

8.南京市已正式发布PM2.5监测数据。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物，下列情况通常不可能引起大气中PM2.5增大的是（　）。

A.焚烧秸秆　　B.光合作用　　C.燃烧煤炭　　D.汽车尾气

（二）填空题

9.“化学使天更蓝，水更清”。汽车尾气处理装置能使某些有毒气体转化为无毒气体：2NO+2CO===N2+2CO2。该反应涉及的物质中，________在空气中含量最高，________是光合作用的原料，能与血红蛋白结合的是_______________。竹子可加工成具有吸附作用的物质，其作用与实验室中常用的_______________（填物质名称）相似。

10.有一种无色气体A，它不能燃烧也不支持燃烧。A溶于水生成B，B能使紫色石蕊试液变成红色。B不稳定，能分解出C和气体A。气体A能使澄清石灰水变浑浊，生成白色沉淀D。说明A、B、C、D各是什么物质？并写出有关反应的化学方程式。

（1）A______________，B______________，C______________，D______________。

（2）______________________________________________________________________，

__________________________________________________________________________。

11.根据铁丝在氧气中燃烧的实验，回答下列问题：

（1）实验时要给铁丝系上一根火柴，其作用是____________________________________。

（2）集气瓶中装入少量水或沙子，其作用是_____________________________________。

（3）实验中观察到的现象是____________________________________________________。

（4）写出该反应的化学方程式_________________________________________________。

（5）若将氧气换成空气，则该反应__________（填“能”或“不能”）进行，其原因是_____________________________________________________________________________________。

（6）某同学在做该实验时，没有观察到火星四射，请分析此实验失败的一种可能原因_____________________________________________________________________________。

12.根据下图实验装置，回答有关问题：

（1）用H2O2和MnO2制取氧气可采用的装置组合是图__________，反应的化学方程式为________________________________，其中MnO2起__________作用。

（2）某化学兴趣小组用氯化铵固体和氢氧化钙固体加热反应制取氨气，可选用的气体发生装置是图__________。已知氨气极易溶于水，且密度比空气小，则可选用的气体收集方法是________________。

【探究尝试】

1.人呼吸时，吸入的空气成分和呼出的气体成分是有区别的。请说出两者的差异，并设计实验进行验证。

2.用如图（a）所示装置测定空气中氧气的含量。

（1）实验时，取下橡胶塞，点燃红磷，迅速伸入集气瓶中并塞紧橡胶塞，这时看到的现象是________________________________。

（2）乙同学设计了如图（b）所示的改进装置，其优点是_____________________________（只写一点）。从理论分析，玻璃管内液面最终将上升至_________（填“1”“2”“3”或“4”）处，但实验结果往往偏低，其原因可能是______________________________________（只写一条）。

3.根据下列装置图，回答有关问题：

（1）写出装置图中标号仪器的名称：a__________；b__________。

（2）写出实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式：_______________，可选用的收集装置是________（填字母）。某同学用碳酸钠粉末和稀盐酸反应来制取二氧化碳，为了较好地控制反应速率，可选用的发生装置是________（填字母）。

（3）写出实验室用A装置加热高锰酸钾固体制取氧气的化学方程式：______________。

（4）你认为实验室制取气体时要注意的是：

①选择适当的反应，包括_________________和_________________；

②选择合适的____________________；

③需验证所制得的气体。